Logo ČVUT
ČESKÉ VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V PRAZE
STUDIJNÍ PLÁNY
2024/2025

Obnovitelné mikrozdroje energie pro elektroniku – energy harvesting

Předmět není vypsán Nerozvrhuje se
Kód Zakončení Kredity Rozsah Jazyk výuky
XP34EHA ZK 4 2P česky
Garant předmětu:
Přednášející:
Cvičící:
Předmět zajišťuje:
katedra mikroelektroniky
Anotace:

Předmět se zabývá systémovou integrací uplatňovanou při návrhu digitálních a analogových systémů s uplatňováním systémového inženýrství, řeší propojení různých typů moderních elektronických systémů na čipu a externích. Ukazuje na nové možnosti realizace a aplikace integrovaných mikrosoučástí pracujících s různými principy a veličinami využívajícími především MEMS technologií, zvyšování spolehlivost se všemi jejími atributy. Předmět představuje moderní prvky - mikroaktuátory s různými principy jejich činnosti včetně základních aplikací v průmyslu, medicíně, regulaci, řízení automobilismu, apod. Jsou zde zmíněny základní prvky využití nanotechnologií a nanoelektronických struktur. Předmět rozšiřuje odborné znalosti studentů o nejmodernější multioborové prvky na čipu s jejich širokým využitím v informačních technologiích, IoT, biomedicíně, aerospace, automobilovém průmyslu apod.

Požadavky:
Osnova přednášek:

1. Basic energy harvestor (EH) structures, energy domains, importance, interdisciplinary, applications, system integration of digital and analog systems, multi-chip configuration

2. Physical phenomena, design methods, interconnection of systems

3. EH parameters, scaling, pick-up of energy

4. Basic EH blocks, converters, power supply management

5. Basic mechanisms and structures used in EH

6. Electrostatic principle, basic structures, used technologies, circuits solving, parameters, applications in a practice

7. Piezoelectric principle, basic structures, used technologies, circuits solving, parameters, applications in a practice

8. Electromagnetic principle, basic structures, used technologies, circuits solving, parameters, applications in a practice

9. Thermal principle, basic structures, used technologies, circuits solving, parameters, applications in a practice

10. RF principle, basic structures, used technologies, circuits solving, parameters, applications in a practice

11. Biochemical principle, basic structures, used technologies, circuits solving, parameters, applications in a practice

12. Wind principle, basic structures, used technologies, circuits solving, parameters, applications in a practice

13. Micro and nanotechnology for design and realization of EHs

14. Design and realization of EH structures

Osnova cvičení:

1. Introduction, organization of the seminars, introduction to safety in work

2. Introduction to the modeling and simulation (programs ANSYS/Coventorware)

3. Simulation and modeling of the selected EH structure (ANSYS /Coventorware)

4. Simulation and modeling of the selected EH structure (ANSYS /Coventorware)

5. Design and modeling of the selected EH structure (ANSYS /Coventorware) (device purchased from the project OPVVV)

6. Design and modeling of the selected EH structure (ANSYS /Coventorware) (device purchased from the project OPVVV)

7. Design and modeling of the selected EH structure (ANSYS /Coventorware) (device purchased from the project OPVVV)

8. Realization of the selected part of the EH structure in CTU/FEE technology (device purchased from the project OPVVV)

9. Realization of the selected part of the EH structure in CTU/FEE technology (device purchased from the project OPVVV)

10. Realization of the selected part of the EH structure in CTU/FEE technology (device purchased from the project OPVVV)

11. Realization of the selected part of the EH structure in CTU/FEE technology (device purchased from the project OPVVV)

12. Characterization of realized the EH structure (device purchased from the project OPVVV)

13. Measurement of of realized the EH structure (device purchased from the project OPVVV)

14. Presentation of semester projects

Cíle studia:
Studijní materiály:

Povinná literatura:

[1] Husák Miroslav: Mikrosenzory a mikroaktuátory, Academia, 2008, ISBN 978 80 200 1478 8

[2] Peng Huisheng: Fiber-Shaped Energy Harvesting and Storage Devices, Springer 2015, ISBN13 (EAN): 9783662457436

[3] Spies Peter: Handbook of Energy Harvesting Power Supplies and Applications, Taylor & Francis, 2012, ISBN13 (EAN) 9789814241861

Doporučená literatura:

[1] Elvin Niell: Advances in Energy Harvesting Methods, Springer, 2013, ISBN / EAN 9781461457046

[2] Bowen Christopher R.: Modern Piezoelectric Energy-Harvesting Materials, Springer 2016, ISBN13 (EAN) 9783319291413

[3] Briscoe Joe: Nanostructured Piezoelectric Energy Harvesters, Springer 2014, ISBN13 (EAN) 9783319096315

[4] Hehn Thorsten: CMOS Circuits for Piezoelectric Energy Harvesters - Efficient Power Extraction, Interface Modeling and Loss Analysis, Springer 2016, ISBN13 (EAN) 9789402403541

Poznámka:
Další informace:
Pro tento předmět se rozvrh nepřipravuje
Předmět je součástí následujících studijních plánů:
Platnost dat k 16. 6. 2024
Aktualizace výše uvedených informací naleznete na adrese https://bilakniha.cvut.cz/cs/predmet5929906.html